Steckverbindungen für das elektrische Kontaktieren der Module im Batteriepack bieten eine Reihe von Vorteilen. Bislang können sie allerdings nur manuell montiert werden – eine Hürde auf dem Weg zu hohen Stückzahlen. Liebherr hat gemeinsam mit der KOSTAL Kontakt Systeme GmbH eine innovative Lösung für die Automation des Steckprozesses entwickelt.
Die in der Hochvoltbatterie verbauten Module müssen elektrisch miteinander kontaktiert werden. Derzeit werden hierfür überwiegend Schraubverbindungen mit Stromschienen aus Kupfermaterial eingesetzt. Ebenfalls möglich ist der Einsatz von Steckverbindungen mit flexiblen Leitungen oder Stromschienen.
Vorteile von Steckverbindungen
Gegenüber verschraubten und starren Stromschienen bieten Steckverbindungen mit flexiblen Kabeln eine Reihe von Vorteilen:
- Einfache Montage: Lediglich Stecker und Gegenstück müssen miteinander verbunden werden. Im Rahmen eines späteren Servicefalls, für ein Second Life oder das Batterierecycling, erleichtert dies auch die Demontage der Module im Batteriepack. Die flexiblen Leitungen können außerdem Positionierungstoleranzen der Batteriemodule von mehreren Millimetern ausgleichen.
- Sicherheit: Normgerechte, berührgeschützte Kontaktteile und somit keine Gefahr durch offenliegende elektrische Hochvolt-Kontakte.
- Robustheit in der Praxis: Bei starken Vibrationen im Fahrzeug können sich verschraubte Stromschienen lösen. Die flexiblen Leitungen mit den Steckverbindungen können diese Schwingungen ausgleichen.
Herausforderung: Automation biegeschlaffer Teile
Aus diesen Gründen wächst das Interesse der Hersteller an steckbaren Verbindungen. Da die automatisierte Montage biegeschlaffer Bauteile eine ingenieurmäßige Herausforderung darstellt, erfolgt diese bislang aber noch manuell. Dies kann bei steigenden Stückzahlen zum Flaschenhals in der Produktion werden. Das Problem: Die Teile weisen einen geringen Widerstand gegen Formänderungen auf. Sie verformen sich bereits infolge kleinster Belastungen, wie beispielsweise ihrem Eigengewicht, sehr stark. Diese Formänderungen sind ein häufiges K.O.-Kriterium für die Automatisierung von Handhabungs- oder Montageprozessen.
Innovative Automationslösung von Liebherr
Liebherr hat dafür jetzt eine neue, einzigartige Lösung entwickelt um das automatisierte, prozesssichere Stecken von Modulverbindern zu ermöglich. Zwei kooperierende Roboter greifen dabei jeweils ein Ende des Kabels und führen den Steckprozess synchron mit zeitlich und geometrisch abgestimmten Bewegungen durch. Mit einer 2D-Kamera erkennt der Roboter die reale Position der Steckplätze. Auf diese Weise können Positionierungstoleranzen kompensiert werden. Der eigentliche, mechanische Steckvorgang erfolgt über einen pneumatischen Zylinder. Dabei begrenzt ein Federpaket die Kraftübertragung auf Modul, Stecker und die Steckerverriegelung zur Positionssicherung (CPA). Abschließend erfolgt die prozesssichere Überwachung durch einen Endlagensensor. Auch das Verlegen der Kabel in der gewünschten Position und Geometrie kann Liebherr mit entsprechenden Kabelbiegegreifern lösen.
Über die Firmengruppe Liebherr
Die Firmengruppe Liebherr ist ein familiengeführtes Technologieunternehmen mit breit diversifiziertem Produktprogramm. Das Unternehmen zählt zu den größten Baumaschinenherstellern der Welt, bietet aber auch auf vielen anderen Gebieten hochwertige, nutzenorientierte Produkte und Dienstleistungen an. Die Firmengruppe umfasst heute über 140 Gesellschaften auf allen Kontinenten, beschäftigt rund 48.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und erwirtschaftete in 2020 einen konsolidierten Gesamtumsatz von über 10,3 Milliarden Euro. Seit seiner Gründung im Jahr 1949 im süddeutschen Kirchdorf an der Iller verfolgt Liebherr das Ziel, seine Kunden mit anspruchsvollen Lösungen zu überzeugen und zum technologischen Fortschritt beizutragen.
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